ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 669.14.018.291.3:621.785:693.554
DOI: 10.18503/1995-2732-2023-21-4-70-80
Аннотация
Актуальность и цель исследования. В настоящее время (до недавнего времени) в России существовало несколько нормативных документов (ГОСТ), нормирующих химический состав, геометрические параметра и технические требования к арматурному прокату в прутках и бунтах, а также способу производства (горячая прокатка, горячая прокатка с последующим термическим упрочнением в потоке сортовых станов с использованием тепла предпрокатного нагрева, холодная прокатка и/или волочение горячекатаных заготовок) таких изделий разных классов прочности, специальных технологических свойств (свариваемость, сопротивление усталостным нагрузкам, сейсмостойкость и т.п.). Поэтому, учитывая опыт передовых промышленных стран, например европейский стандарт EN 10138, в России разработан и внедряется с 2018 года стандарт аналогичного класса – ГОСТ 34028-2016. Согласно требованиям указанных стандартов, выбор технологии изготовления арматуры определяет изготовитель. При этом необходимо учитывать выполнение требований заказчика к параметрам и свойствам арматуры с обеспечением высокого уровня служебных, эксплуатационных характеристик металлопродукции. Целью настоящих исследований является решение актуальной задачи обеспечения противоречивых комплексов свойств с минимальными затратами. Цель работы. Формирование микроструктуры и механических свойств арматурного проката в бунтах из двух- и мультифазной стали. Результаты. Исследованы режимы контролируемой прокатки на проволочной линии промышленного мелкосортно-проволочного прокатного стана, направленные на получение арматурного проката номинальным диаметром 6 мм периодического профиля в бунтах с двух(ферритно-мартенситной (бейнитной)-) и мультифазной (ферритно-мартенситно(бейнитно)-перлитной) структурой из марганцево-кремнистой низколегированной стали марки 18Г2С, микролегированной ванадием. Установлено, что показатели высоких прочностных и пластических свойств арматурного проката диаметром 6 мм в бунтах из исследованной стали σт = 530-550 МПа, σв = 785-885 МПа, δ5 = 15,0-29,0%, полностью отвечающие требованиям стандартов для арматурного проката повышенной прочности, достигаются в случае режимов с температурами виткообразования Тво в интервале 1020-1060°С, при которых в стали обеспечивается формирование особой мультифазной (ферритно-мартенситно(бейнитно)-перлитной) структуры. Выводы. Определены режимы контролируемой прокатки на проволочной линии промышленного сортового прокатного стана, обеспечивающие получение арматурного проката диаметром 6 мм (№6) периодического профиля в бунтах с двух- и мультифазной структурой из марганцево-кремнистой низколегированной стали марки 18Г2С, микролегированной ванадием. Установлено, что показатели высоких прочностных и пластических свойств арматурного проката №6 достигаются в случае режимов с температурами Тво в интервале 1020-1060°С, при которых в стали формируется мультифазная структура.
Ключевые слова
арматурный бунтовой прокат, химический состав стали, термомеханическое упрочнение, микролегирование, ванадий, контролируемая прокатка, двух- и мультифазная структура, линия «Стелмор», феррит, перлит, бейнит, мартенсит, технологические параметры-режимы
Для цитирования
Формирование микроструктуры и механических свойств арматурного проката в бунтах из двух- и мультифазной стали / Сычков А.Б., Нестеренко А.М., Завалищин А.Н., Моллер А.Б., Кулаков Б.А., Шубин И.Г. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. №4. С. 70-80. https://doi.org/ 10.18503/1995-2732-2023-21-4-70-80
1. Сычков А.Б., Жигарев М.А., Перчаткин А.В. Технологические особенности производства арматурного проката широкого назначения. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2006. 499 с.
2. Поточная термическая обработка сортового и фасонного проката / А.Б. Сычков, М.А. Шекшеев, С.О. Малашкин, Г.Я. Камалова // Обработка сплошных и слоистых материалов. 2016. №2. С. 5-24.
3. Lis J., Lis A.K., Kolan C. Dual-phase technology and properties of C-Mn steels // Ynieria Materiałowa. 2004, vol. 3, no. 140, pp. 163-165.
4. Xiurong, Zuo, Zhengyue Zhou Study of Pipeline Steels with Acicular Ferrite Microstructure and Ferrite-bainite Dual-phase Microstructure // Materials Research, 2015, vol. 18, no 1, pp 36-41.
5. Historical Data on Wire, Triangular Wire Fabric/ Mesh and Welded Wire Concrete Reinforcement (WWR). Wire Enforcement Institute (WRI). 2014. 9 p.
6. Xu X.J., Kong J.Q. Study on Cooling Process of Hot Rolled Wire Rod with Dual Phase Microstructure // Advanced Materials Research. 2012, vols. 415-417, pp. 779-783.
7. Application of dual phase steels in wires for reinorcfement of concrete structures / H. Lorussoa, A. Burgueño, D. Egidia, H. Svoboda // Procedia Materials Science. 2012, no. 1, pp. 118-125.
8. Гольдштейн М.И., Грачёв С.В., Векслер Г.М. Специальные стали. М.: Металлургия, 1985. 408 с.
9. Study Structure and Properties Rolled Coils By V-Alloyed C-Mn-Si Steel with Dual- and Multi Phase Microstructures / V.L. Plyuta, S.A. Vorobey, G.V. Levchenko, A.B. Sychkov, A.M. Nesterenko // Journal of Material Science Research. 2017, vol. 6, no. 4, pp. 79-87.
10. Технология термической обработки арматурного и фасонного проката (теория и металлургическая практика): монография / А.Б. Сычков, Э.В. Парусов, А.Б. Моллер, О.Н. Тулупов, М.А. Шекшеев, А.Ю. Столяров, Г.Я. Камалова, Д.В. Назаров, С.О. Малашкин, М.В. Блохин. Маврикий: Parlarium academic publishinf, 2017. 272 c.
11. Идентификация дефекта поверхности листового проката типа «вкатанная окалина» / А.Б. Сычков, Н.В. Копцева, Ю.Ю. Ефимова, А.В. Жлоба, Г.Я. Ка¬малова // Бюлл. НТи ЭИ «Черная металлургия». 2018. №11. С. 72-76.
12. Сычков А.Б. Распознавание поверхностных дефектов листового проката при помощи микрорентгеноспектрального анализа / А.Б. Сычков, Н.В. Копцева, Ю.Ю. Ефимова, Г.Я. Атангулова (Камалова) // Бюлл. НТи ЭИ «Черная металлургия». 2021. Т. 77. №11. С. 1168-1176.
13. Уикс К.Е., Блок Ф.Е. Термодинамические свойства 65 элементов, их окислов, галогенидов, карбидов и нитридов. М.: Металлургия, 1965. 240 с.
14. Парусов В.В., Парусов О.В., Сычков А.Б. Прокат из борсодержащих сталей для высокопрочных крепежных изделий: монография. Днепропетровск: АРТ-Пресс, 2010. 160 с.
15. Wire rod of boron bearing low-carbon steel for direct deep drawing / V.V. Parusov, A.B. Sychkov, M.A. Zhigarev, A.V. Perchatkin // Metallurgist. 2004, vol. 48, iss. 11-12, pp. 626-634.
16. Парусов В.В., Сычков А.Б., Парусов Э.В. Теоретические и технологические основы производства высокоэффективных видов катанки. Днепропетровск: АРТ-Пресс, 2012. 376 с.
17. Новое применение бора в металлургии / В.В. Парусов, А.Б. Сычков, И.В. Деревянченко, М.А. Жигарев // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2005. №1 (9). С. 15-17.
18. Структура и свойства катанки для изготовления электродов и сварочной проволоки / А.Б. Сычков, В.В. Парусов, А.М. Нестеренко, С.Ю. Жукова, М.А. Жигарев, А.В. Перчаткин, А.В. Перегудов, И.Н. Чуйко. Бендеры: Полиграфист, 2009. 608 с.
19. Novikov I., Heinbuker B. Physics. Canada, Toronto/Vancouver: Irvin Publishing, 2001. 706 p.
20. Попова Л.Е., Попов А.А. Диаграммы превращения аустенита и бета-раствора в сплавах титана. М.: Металлургия, 1991. 503 с.
21. Попов А.А., Попов А.А. Справочник термиста. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита. М.; Свердловск: Машгиз, 1961. 431 с.